PI3K/AKT通路在促红细胞生成素调控钙磷陶瓷表面成骨中的作用OA

目的探讨EPO/pDA/BCP复合支架的促成骨效能及分子机制,重点验证其是否通过激活PI3K/AKT通路并上调MTSS1与CYTL1,从而促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨分化及体内临界骨缺损修复。方法采用双相磷酸钙支架并接枝多巴胺和促红细胞生成素构建EPO/pDA/BCP复合材料;体外实验分4组:空白对照组、BCP组、EPO/pDA/BCP组及加入PI3K/AKT通路抑制剂的EPO/pDA/BCP+LY294002组,通过CCK-8法、碱性磷酸酶活性测定、RT-qPCR和免疫印迹法评估细胞增殖及成骨分化能力。通过RT-qPCR和免疫印迹检测PI3K/AKT通路及下游基因MTSS1、CYTL1的表达水平;体内实验通过建立SD大鼠股骨髁临界骨缺损模型,随机分为空白组、BCP组和EPO/pDA/BCP组进行干预。术后4周和12周进行Micro-CT、苏木精-伊红染色、马松染色及免疫组化分析骨再生情况。结果CCK-8实验证实EPO/pDA/BCP复合材料具有良好的生物相容性。碱性磷酸酶活性测定、RT-qPCR及Western blot结果显示,与BCP组和对照组相比,EPO/pDA/BCP组能够显著促进BMSCs的成骨分化(P<0.05)。而加入抑制剂LY294002后,该促成骨效应明显减弱,且PI3K/AKT信号通路相关分子(p-PI3K、p-AKT、CYTL1和MTSS1)表达下调(P<0.05)。Micro-CT扫描显示,EPO/pDA/BCP组骨缺损区域的新生骨体积分数和骨密度等均显著高于空白组与BCP组(P<0.05);组织学染色结果提示,相较于其他两组,EPO/pDA/BCP组骨组织再生更为完整和成熟;免疫组化染色进一步显示,EPO/pDA/BCP组骨缺损区内成骨标志物骨形态发生蛋白-2与骨钙素的阳性染色强度均显著高于BCP组和空白对照组。结论EPO/pDA/BCP生物陶瓷在体内外均具有良好的促成骨性能,该作用可能与激活PI3K/AKT信号通路蛋白表达有关。